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如何培养科学探究中的提出问题的能力

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在《物理课程标准》中将科学探究列入内容标准,旨在将学习从过分强调知识的传承向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的精神。

科学探究的第一步就是提出问题,它是探究过程中的一个重要环节,如果没有这一步,探究就无从谈起。虽然在有些探究活动中问题可以由老师提出来,再让学生去进行探究,但我们还是要重视让学生自己发现问题、提出问题,这更有利于学生能力的提高和学习自主性的形成。物理诺贝尔奖金获得者李政道说:“最重要的是自己会不会提出问题”,德国物理学家海森堡说:“提出正确的问题,往往等于解决了问题的大半”,爱因斯坦对此也有精辟的见解:“提出一个问题,往往比解决一个问题更重要,因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已,而提出新的问题,新的可能性,从新的角度去看旧的问题却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”

然而现在依然有很多的中学生习惯于承受式的教学方式,缺乏主动性,不能自己独立地从某些物理现象中发现问题、提出问题,总认为提出问题是老师的事情,自己要做的仅仅是如何想办法去解决这个问题,长此以往已经大大弱化了自身的提出问题的能力。作为教师一定要扭转学生的这种错误观点,注意培养和提高学生提出问题的能力。那么,怎样才能使学生的提出问题的能力得到培养和提高呢?

一.激发兴趣

很多中学生往往还不如幼儿园的小朋友爱提问题。当小朋友看到天上的飞鸟时就会问:鸟儿为什么会飞?当看到公园里的红花绿叶时又会问:叶子为什么是绿色的,花为什么是红色的?为什么小朋友比知识更丰富的中学生更爱提出问题呢?这主要是因为他们对大自然的新鲜事物十分好奇,有强烈的兴趣。

心理学认为:兴趣是人主动认识某种事物或从事某种活动的意识倾向,是人对事物或活动的选择态度。兴趣对人的学习活动起着巨大的推动作用,是学习活动的强有力的动力之一。人的兴趣可以直接转化为动机。有了兴趣,它就会推动你去认识事物,思考问题,提出问题。因此,在教学过程中要重视培养学生的兴趣。有的人天生对某些事物有浓厚的兴趣,但也有些人一开始对这些事物并没有兴趣,需要后天的培养。

传统教学中总是教师提出问题,给出问题解决的方法、过程或结论,学生只是被动地接受、模仿,没有自己的思考,自然也就不可能提出问题。其实,物理学科是一门与自然和生活紧密相联的学科,可以让学生多接触具体的事物或自然景象,大到宇宙,小到微粒,感受到生活处处有物理,生活处处用物理。在教学中,要特别重视实验教学,学生往往对抽象的理论和公式感到枯燥无味,但对观看和做物理实验却充满了兴趣。教师应该在传授知识的同时多做些演示实验,多让学生做些分组实验、动手完成一些小制作。一些简单而有趣的小实验很能激发他们的兴趣和探索欲望。例如在初二物理引言中的第一节《奇妙的物理现象》中的“看长、短蜡烛谁先灭”和“烧瓶煮金鱼”的实验,就很能激发学生的兴趣,活跃学生的思维,使他们的脑海里充满了问号。在讲到浮沉条件时,教师可以事先布置一个小制作,让学生五、六个人为一组利用课外时间用细柳条、棉线、薄塑料袋做一个“热气球”,在上课时让小组代表用酒精灯给“热气球”加热,可以看到“热气球”缓缓上升,这样的场景足以让学生兴奋不已。另外,可以多向学生讲一些物理学家的小故事,使他们从中认识到自然界存在着无穷的奥秘,感受到探究物理规律的乐趣,从而对物理这门学科产生浓厚的兴趣。

二.培养观察能力重视观察的信息

问题不是凭空产生的,它是大脑思维活动的产物,而思维活动的形成必须要建立在一定的信息基础上,观察则正是捕获信息的强有力的手段。

观察是将人的思维和外界事物相联系的重要桥梁。观察是心灵的钥匙,它能打开求知的大门。科学研究表明,人脑从外界获得的信息,百分之九十以上是通过眼睛和耳朵获得的。因此有的人把观察比喻为智慧的眼睛,把人的观察力看成是智力的基石,是不无道理的。很多的科学家为什么会有伟大的发现,就是因为他们都有敏锐的观察力,能捕获到许多被常人忽视的信息并在大脑中形成问题。所以在平时一定要注意通过各种观察途径来培养学生的观察能力。

如果把提出的问题看成是一件产品,那么由观察而得到的信息库就是生产这种产品的原料库,而思维活动就是这件产品的生产过程。如果只有观察却没有积极的思维是不可能有收获的。而思维活动的“启动”必须要基于对信息的高度重视。因此我们一定要使学生重视观察到的信息,多动脑筋,避免养成“司空见惯,无动于衷”的坏习惯。1780年意大利生理学家伽伐尼解剖了一只青蛙,并把它放在金属桌面上,他的助手无意中使解剖刀的刀尖碰上了青蛙腿内侧的神经,蛙腿立刻痉挛起来。这个小小的意外并没有引起助手的注意,但却引起了伽伐尼的高度重视,他想:为什么青蛙的腿会痉挛呢?这是偶然的吗?之后他带着问题做了多次实验,发现这是一种必然的现象,并写出了有关“生物电”的论文。而这个发现又引起了他的好友意大利物理学家伏打的重视,并在以后的研究中否定了这一观点,还研制出了能产生很大电流的装置--伏打电堆。再如物理学家牛顿为什么看到树上的苹果掉下来以后能发现万有引力定律?为什么吹了几个肥皂泡就找到了光的色散规律?难道别人就没有看到这些情景?决非如此!其中很重要的一条就是因为他不仅善于观察,而且十分重视观察到的信息,积极开动脑筋,才会有一个又一个的问题冒出来,牵引着他去进行科学研究,并最终取得成功的。

三.设置问题情景,让学生有问可提

俗话说:“巧妇难为无米之炊”,学生的兴趣再浓,观察能力再强,如果没有物理情景也是提不出问题的。因此在教学过程中教师的指导工作应重点放在设计让学生发现并提出问题的情景上,例如可以从以下几方面入手:

1.从大自然和日常生活中提问

物理是一门与生活紧密相连的学科,生活中很多的现象都蕴涵着丰富的物理知识,关注自然和生活必将产生许多问题。例如在讲到“影响蒸发快慢的因素”时,可以让学生回去在两只碗里分别倒入相等的刚烧开的水和汤(汤的面上要有较多的油),过几分钟后用调羹舀起来喝,看看有什么不同,这时学生就会产生问题:为什么有油的汤比水烫?当学生春游或夏令营时,让学生站在流水中的石头上,眼睛盯着石头看一会儿,学生就会产生为什么石头好象在向前运动的问题;让学生中午感受一下脚踩在沙滩上和海水中的冷热程度,他们就会产生“同样的条件下为什么沙子比海水温度高?”的问题。

2.从演示实验中提问

教师可以多设计一些演示实验,引导学生从实验现象中提出问题。如:在一块木板上钉上一个钉子,先让一名男生用手拔,拔不动,然后让一名女生用羊角锤来拔,很轻松就把钉子了。此时同学们就很容易产生“为什么使用羊角锤能很轻松地拔出钉子?”这样的问题,继而再提出“手握住羊角锤的不同部位是否效果一样?”和“握住同一个地方朝不同的方向用力情况又会怎样?”等问题。

3.从多媒体画面中提问

教师可以充分利用多媒体教学软件将一些问题隐藏在多媒体动画中,让学生根据画面的情景思考、提问。例如在讲到“走进分子世界”这一节内容时,我给学生播放了一组多媒体画面:一个小女孩走进花园里说:“真香!”;一块金和一块铅用夹子夹紧,过了5年后金块中出现了铅,铅块中出现了金。从以上画面中学生提出了“为什么小女孩没有把花拿到鼻子前却能闻到花香?”、“为什么固体要比气体扩散得慢?”等问题。在讲到"世界是运动的"这一节时,我从电影《蜀山传》中扒下了一个片段:著名影星郑伊健扮演的一个角色正在空中腾云驾雾地追赶着妖魔。看完之后学生提出了“郑伊健真的能飞吗?”、“这种效果是怎样做出来的呢?”、“是后面的背景在动还是郑伊健在动呢?”等一系列问题。

其实,还可以编导一些小游戏,让学生从游戏中提出问题,或让学生观看课本的插图,从插图中提出问题。只要多用心思,方法还有很多。

四.创设良好的提问氛围,给学生充分的时间和空间

有不少学生在课堂上有了问题却不敢提,害怕提得不好或提错了受到嘲讽和老师的白眼,或者因为害羞将问题埋在心底不愿提出来。这就需要我们教师从外界环境上给学生创设一个良好的、和谐的提出和探讨问题的氛围,应鼓励学生对所学的东西大胆质疑,对学生的质疑、好问、多问、深问、怪问,应持肯定的态度;对不善提问的学生,一旦提出问题,应鼓励其勇气哪怕只是对问题思考有一点点闪光的地方,也要给予肯定,即使提出的问题没有多大价值也要尽量找出问题提出的合理部分,及时给予表扬,并认真帮助他分析问题。甚至对问题的错误思考不但不批评,而且还应表扬,肯定其学习的积极性;对好问却抓不住要点的学生,应耐心引导;对提出好问题的学生,应鼓励其大胆创新。

另外,教师应充分意识到培养学生提出问题的重要性,明白问题是在一定的思维活动上形成的,它需要一个过程,应该多留给学生思考的时间和空间。有些教师为了追求短期的教学成绩,拔高学生的考试分数,在备课时分析教材较多,研究教法较多,但考虑学生较少,研究学法较少,上课时采用“满堂灌”的方法,生怕如果把时间留给学生去思考的话会少讲几道习题,“授之以鱼”却没有“授之以渔”。结果造成学生的课业负担重,课时紧张,学生没有时间和空间去发散自己的思维,也就无法形成问题和提出问题了。这样的学生就算短期内取得了考试的高分又如何?象这种失去了创造力的高分低能的学生是“走”不远的。其实我们应该完全相信学生的能力,在教学中我们不难发现,只要给学生充分的时间和空间,学生会提出很多的问题,有些问题提得很好、很深,可能连老师也始料未及。这就是因为在足够的时间和空间里,学生的思维高度发散,想象力和创造力得以充分的施展,可以从多方面、多角度地去看待事物,同学之间可以相互交流,积极探索,在原有的问题上形成新的问题。

“冰冻三尺,非一日之寒”,学生提问题能力的培养和提高也不是一朝一夕就能立见成效的,需要教师和学生的共同努力,默切的配合,只要坚持不懈,注意方法,一定会取得满意的效果。